文档介绍：目录: 第一章目录…………………………………… 1 第二章摘要…………………………………… 2 第三章设计方案及设计原理………………… 2 第四章电路总图…………………………… 8 第五章元器件清单…………………………… 9 第六章总结……………………………… 10 第七章参考文献…………………………… 11 第八章附录…………………………… 11 第二章摘要水塔水位自动控制器主要用途是配合水泵,根据水塔水位高低的变化来启动及停止。适用于工农业及民用自动供水。本电路包括水位检测电路,水位范围测量电路,水泵开关电路, 显示电路和电源电路 5部分。水位测量电路的功能是利用水的导电性检测水位的变化,水位范围测量电路的功能是利用比较器的原理实现水位范围的确定,应根据水井涌水量来调节中水位探头及高水位探头之间的距离,应调节在水塔水满后,而水泵不应离水工作为宜,同时利用迟滞比较器的迟滞特性避免跳闸现象。水泵开关电路的功能是完成控制电路和水泵是否工作,显示电路的功能是显示水泵是否在工作。电源电路则为以上电路提供直流电源。本控制器适用于家庭住宅、学校、工厂、宾馆、办公、楼宇的自来水水塔(水池)式增压供水与江河井水控制,以及供水、消防、轻工、印染、化纤、造纸、化工、食品、饮料、酿造、制糖、养殖、工矿、农业、水处理等行业的给排水和其它生产用液体供给排放自动化控制或上、下限位报警。第三章设计方案及设计原理: 第一节综合图: 由电源电路给各个电路提供直流电源,通过检测电路对水塔水位及范围的测量,产生不同的电位 Vs, 利用迟滞比较器的特性,控制继电器的工作状态,从而实现对水泵工作状态的自动控制。水位检测电路水位范围测量电路水泵开关电路显示电路电源电路第二节主要单元电路设计: 一水位测量电路和水位范围测量电路 1 2 3 4 5 6 A B C D 6 5 4 3 2 1 D C B A Titl e Number Revi sion Size B Dat e: 26-Jun-2007 Sheet o f File: D:\ MyDesi Drawn By: R9 10k R1 10K R14 10K D1 ZENER1 D2 ZENER1 R2 10K R4 10K R3 1K AR1 OPAMP R5 10K AR2 OPAMP R6 10K R7 1K R8 10K VCC=12V VCC=12V VCC=12V Vs S1 S2 V2 V1 如图中左边电路所示,水位检测电路主要由电阻 R9 ( R9 = 10K )和定电阻 R14组成,水位处于不同的位置时对应的 Vs 不同, 水位低于 S1时, VCC 经 R9 和 R14 的电路短路,此时 Vs = VCC = 12V ,水位高于 S1 低于 S2 时, Vs = R14*VCC/(R9+R14)=6V, 水位高于 S2 时, R14 被短路,此时 Vs =0 。通过调节水井中两探针位置来实现水位范围的控制。水位测量电路如图中右边所示,它由两部分组成: R1 , R2 和稳压管 D1 、 D2 构成的参考电压产生电路: 。参考电压产生电路产生两个稳定的电压,分别代表水位范围的上限值 S2和下限值 S1 。由于参考电源产生电路输出端接入比较器的输入,为了防止出现输出电流不稳导致参考电源不稳定的情况, 电路采用电阻和稳压管相结合的方式构成。其中稳压管的稳定电压均为+8V ,而输出 Vref1=+8V Vref2=12V -8V =4V 水位范围测量电路的功能有两个: ; 。首先, Vref1 和 Vref2 分别输入到运算放大器的同相输入端, 而 Vs 则同时输入到这两个运算放大器的反相输入端。当水位低于 S1时, Vs = 13V>Vp2 =4V , V1 和 V2 输出都为高电平;当水位高于 S1 低于 S2 时, Vp2 (4V ) <Vs (6V ) <Vp1 (8V ), V1 输出为高电平, V2 输出为低电平; 当水位高于 S2时, Vs (0V ) <Vp1(8V) , V1 和 V2 输出都为高电平。由于 Vs 、 Vref1 和 Vref2 分别代表 S、 S2和 S1 ,实际水位和水位控制范围的大小关系就确定了。本电路通过迟滞比较器代替单门限比较器来防止跳闸现象的出现。迟滞比较器 U1 的特性表达式为 V1t+=Vp1=R5*Vref1/(R3+R5)+R3*V1/(R3+R5)= V1t-=Vp1=R8*Vref2/(R3+R5)+0= 由上式可得到回差范围△ Vt=V1t+ - V1t-= , 从高电平转换